高性能红外探测器具有探测距离远、灵敏度高、响应速度快等优点，因而被广泛应用于医疗、环境、军事、工业等领域。然而，强光辐照等异常极端环境可能会导致探测器信号畸变、性能衰退、寿命缩短，甚至永久失效。研究高性能红外探测器在强光辐照等极端环境下的失效模式和损伤机理，对于红外探测器抗干扰和耐久性设计以及发展红外探测系统激光攻击策略兼具重要意义，构成了现代战场光电对抗中红外探测系统激光攻防技术的科学基础。

为了研究典型红外探测器在激光辐照这一类极端环境下的多物理场响应和失效机理，本文针对三种广泛应用的光子型单元红外探测器开展了理论和实验研究，包括非制冷型硫化铅光电导红外探测器、制冷型碲镉汞光电导红外探测器、制冷型锑化铟光伏红外探测器。

在实验研究方面，主要建立了制冷和非制冷型红外探测器激光辐照试验方法，发现了探测器激光辐照的典型失效模式。设计实施了高能量密度的波段外连续激光沿探测器光学通道辐照探测器光学窗口和光电芯片实验，并实时采集探测器电压（或电阻）及探测器表面参考点温度，通过逐步增加激光功率，研究探测器行为对入射激光能量密度的依赖规律，直至探测器因核心元器件永久损伤而失效。采用（光学、电子）显微镜观察核心器件损伤形貌，分析研究探测器激光辐照损伤部位和损伤模式（如热应力裂纹、界面分层、材料熔化等）。

在数值仿真方面，主要建立了三种红外探测器受激光辐照时热传递和结构力学仿真计算的全结构、三维有限元模型，分析了探测器热、结构响应的参数敏感性。采用了SolidWorks建立三种红外探测器主体结构的几何模型，基于COMSOL Multiphysics平台建立了三种红外探测器的多物理场耦合计算模型。模型考虑了探测器材料热物性参数的非线性特性，并对现场实验场景的热辐射、热对流和结构力学边界进行全要素模型化，进而求解激光辐照下三种探测器全结构的瞬态温度场、变形场和应力场。

研究发现，在本文研究条件下：对于非制冷型硫化铅红外探测器，其激光损伤主要由芯片的高温相变（熔化、汽化）主导；对于制冷型红外探测器，其激光损伤主要有两种主导模式，第一种是表面污染状态的窗口发生镀膜损伤导致透射率下降，第二种是热应力诱导窗口破裂使杜瓦真空结构遭到破坏，探测器无法维持低温稳定运行状态。基于比对探测器激光辐照前后的输出响应曲线，热、结构力学数值仿真模型计算结果揭示，非制冷硫化铅红外探测器的热、结构响应受激光功率和窗口外表面与空气对流速度影响均较大，而制冷型红外探测器由于制冷源的作用，其核心部件的热、结构响应受激光功率密度影响更多，受窗口流速影响较小。

简单归纳，本文的实验研究揭示了三种典型红外探测器受波段外连续激光辐照时的性能衰退特征、主导失效模式和临界激光功率，数值仿真阐明了三种红外探测器连续激光辐照失效机理和关键参数依赖规律，可望为光子型红外探测器稳定性、可靠性设计优化和红外探测系统激光攻击策略发展提供理论和实验依据。